Разнообразие орехов лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и прогноз встречаемости ее форм на Северо-Западном Кавказе

УДК

634*54:630*228

DOI:

10.37482/0536-1036-2020-3-55-71

Аннотация

К наиболее актуальным вопросам при изучении биологии и селекции лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) относятся оценка разнообразия (полиморфизма) ее плодов и прогноз встречаемости форм с хозяйственно-ценными признаками в естественных популяциях, являющихся источником ценнейшего генофонда вида. Цель исследования – выявление разнообразия орехов лещины и прогноз встречаемости ее форм в естественных дубовых и пихтовых формациях Северо-Западного Кавказа. Для анализа отобрано рендомизированно по 1 ореху с растения в дубовой (297 шт.) и пихтовой (301 шт.) формациях. Изучали основные хозяйственно-ценные показатели орехов лещины: массу и выход ядра, массу ореха, общий балл качества плодов, крепость и цвет скорлупы, вкус, неразрушаемость и наличие шелухи на ядре. Достоверность различий энтропии, ее дисперсию и степень свободы, разнообразие по индексу Шеннона, коэффициенты вариации, Пирсона и Чупрова, значение по χ² определяли известными методами. Индекс распределенного рангового разнообразия (IRRR) вычисляли из соотношения суммы произведений относительной энтропии признака на его ранг к числу градаций признака, индекс распределенного рангового разнообразия с учетом доли (IRRRD) для отдельного признака – как произведение IRRR на долю признака соответствующей градации. Прогноз наличия форм лещины выполнен в соответствии с законом параллелизма. Установлено, что в дубовой и пихтовой формациях у лещины имеются орехи со сходными признаками. Выводы о большем разнообразии показателей плодов лещины, произрастающей в составе дубовой формации, по сравнению с пихтовой полностью совпали по индексам Шеннона, IRRR, IRRRD и χ² . Встречаемость наиболее ценных в хозяйственном отношении форм в формациях прогнозируется с различной частотой.

Сведения об авторах

С.Г. Биганова¹, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: E-3358-2018,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0581-3612
Ю.И. Сухоруких¹, д-р с.-х. наук, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5073-6102
К.Н. Кулик², д-р с.-х. наук, проф., акад. РАН; ResearcherID: U-4690-2017,
 ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7124-8116
А.К. Кулик², канд. с.-х. наук; ResearcherID: W-4034-2018,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5927-7336
¹Майкопский государственный технологический университет, ул. Первомайская, д. 191, г. Майкоп, Республика Адыгея, Россия, 385000; e-mail: svetlanabiganowa@yandex.ru, drsuchor@rambler.ru
²Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, просп. Университетский, д. 97, г. Волгоград, Россия, 400062; e-mail: kulikkn@yandex.ru, kulikak@yandex.ru

Ключевые слова

лещина обыкновенная, орехи, хозяйственно-ценные показатели, разнообразие, индекс Шеннона, коэффициент вариации, индекс распределенного рангового разнообразия, индекс распределенного рангового разнообразия с учетом доли, разнообразие форм, прогноз встречае

Для цитирования

Биганова С.Г., Сухоруких Ю.И., Кулик К.Н., Кулик А.К. Разнообразие орехов лещины обыкновенной (Corylus avellana L.) и прогноз встречаемости ее форм на Северо-Западном Кавказе // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 3. С. 55–71. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-55-71

Литература

1. Байрамова Д.Б. Генофонд орехоплодных культур в Азербайджане // Плодоводство. 2014. Т. 26. С. 389–393. [Bayramova D.B. The Gene Pool of Nut Crops in Azerbaijan. Plodovodstvo, 2014, vol. 26, pp. 389–393].
2. Баканов А.И. Количественные методы экологии и гидробиологии // Сб. науч. тр., посвящ. памяти А.И. Баканова / Отв. ред. чл.-кор. РАН Розенберг Г.С. Тольятти: НЦ РАН, 2005. 404 с. [Bakanov A.I. Quantitative Methods of Ecology and Hydrobiology. Collection of Scientific Papers Dedicated to the Memory of A.I. Bakanov. Togliatti, SC RAS Publ., 2005. 404 p.].
3. Биганова С.Г., Сухоруких Ю.И. Модели для оценки биоразнообразия на основе относительной энтропии: свидетельство о регистрации базы данных RUS 2019620438 от 20.03.2019. [Biganova S.G., Sukhorukikh Yu.I. Models for the Assessment of Biodiversity on the Basis of Relative Entropy. Certificate of Registration of the Database RF no. RUS 2019620438, 2019].
4. Биганова С.Г., Сухоруких Ю.И., Пчихачев Э.К., Фомичева Е.О. Некоторые программные и методические аспекты селекции лещины (фундука) на Западном Кавказе // Новые технологии. 2016. Вып. 4. С. 103–109. [Biganova S.G., Sukhorukikh Yu.I., Pchihachev E.K., Fomicheva C.O. Some Program and Methodical Aspects of Hazelnut Selection in the Western Caucasus. Novye tehnologii [New Technologies], 2016, no. 4, pp. 103–109].
5. Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции растений. Т. 1: Общая селекция растений М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. 1043 с. [Vavilov N.I. The Theoretical Basis of Plant Breeding. Vol. 1. General Plant Breeding. Moscow, Sel’khozgiz Publ., 1935. 1043 p.].
6. Кулаичев А.П. Методы и средства комплексного анализа данных. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. 512 с. [Kulaichev A.P. Methods and Tools for Integrated Data Analysis. Moscow, FORUM: INFRA-M Publ., 2006. 512 p.].
7. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1990. 352 с. [Lakin G.F. Biometrics. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1990. 352 p.].
8. Макаров Ю.И. Особенности роста и развития ели обыкновенной под влиянием внутривидового полиморфизма // Изв. вузов. Лесн. журн. 2016. № 3. С. 87–97. [Makarov Yu.I. Fir Spruce Growth and Development under the Influence of Intraspecific Polymorphism. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2016, no. 3, pp. 87–97]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2016.3.87, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/e9b/makarov.pdf
9. Махно В.Г., Чепурной В.С. Расширение ареала возделывания фундука в нетрадиционные регионы Российской Федерации // Инновационные технологии в современном садоводстве. Краснодар: Кубан. гос. аграр. ун-т, 2014. С. 109–125. [Makhno V.G., Chepurnoy V.S. Expansion of the Cultivation Range of Hazelnuts in Non-Traditional Regions of the Russian Federation. Innovative Technologies in Modern Gardening. Krasnodar, KubSAU Publ., 2014, pp. 109–125].
10. Пленкина Г.А., Фирсова С.В., Софронов А.П. Продуктивность нетрадиционных садовых культур в условиях Кировской области // Аграр. наука Евро-Северо-Востока. 2016. № 4(53). С. 26–32. [Plenkina G.A., Firsova S.V., Sofronov A.P. Productivity of Non-Traditional Horticultural Crops in Kirov Region. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka [Agricultural Science Euro-North-East], 2016, no. 4(53), pp. 26–32]. DOI: 10.30766/2072-9081.2016.53.4.26-32
11. Попов Г.Д., Черенкова Т.А. Биоразнообразие лещины – основной источник селекции // Интродукция нетрадиционных и редких растений. Т. 1: Плодовые, ягодные, редкие и нетрадиционные садовые культуры / Всерос. НИИ садоводства им. И.В. Мичурина. Воронеж: Кварта, 2008. С. 182–183. [Popov G.D., Cherenkova T.A. Hazel Biodiversity – the Main Source of Breeding. Introduction of Unusual and Rare Plants. Vol. 1. Fruit, Berry, Rare and Unusual Garden Crops. All-Russian Research Institute of Horticulture named after I.V. Michurin. Voronezh, Kvarta Publ., 2008, pp. 182–183].
12. Семенютина А.В., Свинцов И.П., Кулик К.Н., Петров В.И. Научные основы интродукции древесных видов методом родовых комплексов для обогащения дендрофлоры многофункциональных лесомелиоративных насаждений // Междунар. науч. шк. «Парадигма»: сб. науч. ст. Т. 8: Биология. Химия. Земеделие. Варна: ЦНИИ «Парадигма», 2015. С. 167–189. [Semenyutina A.V., Svintsov I.P., Kulik K.N., Petrov V.I. Scientific Basis for the Introduction of Woody Species by Generic Complexes to Enrich Dendroflora Multipurpose Agroforestry Plantations. International Scientific School “Paradigm”: Collection of Academic Papers. Vol. 8: Biology. Chemistry. Agriculture. Varna, Paradigma Publ., 2015, pp. 167–189].
13. Софронов А.П. Хозяйственная оценка орехов лещины обыкновенной в Кировской области // Актуальные вопросы аграрной науки: теория и практика. Киров: Вятск. гос. с.-х. акад., 2014. С. 193–195. [Sofronov A.P. Economic Valuation of Common Hazelnuts in Kirov Region. Current Issues of Agrarian Science: Theory and Practice. Kirov, VGSHA Publ., 2014, pp. 193–195].
14. Сухоруких Ю.И. Избранные труды. Кн. 2: Орехоплодные. Майкоп: Качество, 2008. 396 с. [Sukhorukikh Yu.I. Selected Papers. Book 2: Nut Plants. Maykop, Kachestvo Publ., 2008. 396 p.].
15. Сухоруких Ю.И. Закон параллелизма как дополнение к закону гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова // Вестн. Майкоп. гос. технол. унта. 2010. Вып. № 2. С. 19–23. [Sukhorukikh Yu.I. Parallelism Law as a Supplement to the Law of Homologous Series in the N.I. Vavilov’s Hereditary Variation. Vestnik Maykopskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Maikop State Technological
University], 2010, iss. 2, pp. 19–23].
16. Сухоруких Ю.И., Биганова С.Г. Изучение изменчивости скорлупы орехов лещины с использованием относительной энтропии // Агроэкология, мелиорация и защитное лесоразведение: материалы Междунар. науч.-практ. конф. М.: ФНЦ агроэкологии РАН, 2018. С. 329–333. [Sukhorukikh Yu.I., Biganova S.G. Study on Diversity of Walnut Shell with the Use of Relative Entropy. Agroecology, Reclamation and Protective Forestation: Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. Moscow, FSC Agroecology RAS Publ., 2018, pp. 329–333].
17. Сухоруких Ю.И., Биганова С.Г., Уджуху М.И., Орлов Б.П., Трушева Н.А., Черноштанов Н.А. Лесные плодовые виды Северо-Западного Кавказа. Майкоп: Качество, 2010. 192 с. [Sukhorukikh Yu.I., Biganova S.G., Udzhukhu M.I., Orlov B.P., Trusheva N.A., Chernoshtanov N.A. Forest Fruit Species of the North-Western Caucasus. Maykop, Kachestvo Publ., 2010. 192 p.].
18. Терентьев П.В., Ростова Н.С. Практикум по биометрии. Л: Изд-во ЛГУ, 1977. 152 с. [Terent’yev P.V., Rostova N.S. Workshop on Biometrics. Leningrad, LGU Publ., 1977. 152 p.].
19. Тимофеенко Т.И., Муратов В.А. Пищевые продукты и биологически активные добавки из орехов фундука современных сортов. Краснодар: КубГАУ, 2017. 175 с. [Timofeyenko T.I., Muratov V.A. Food Products and Dietary Supplements Made of Hazelnuts of Modern Cultivars. Krasnodar, KubSAU Publ., 2017. 175 p.].
20. Хасаева З.Б., Асадулаев З.М., Залибеков М.Д. Внутрипопуляционная изменчивость морфологических признаков плодов Corylus colurna L. в Дагестане // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века: XII съезд Рус. ботан. о-ва. Петрозаводск: Карел. науч. центр РАН, 2008. Ч. 1. С. 86–88. [Khasayeva Z.B., Asadulayev Z.M., Zalibekov MD. The Intrapopulation Variability of the Morphological Features of Corylus colurna L. Fruits in Dagestan. Fundamental and Applied Problems of Botany at the Beginning of the 21st Century: The 12th Meeting of the Russian Botanical Society. Petrozavodsk, KRC RAN Publ., 2008, part 1, pp. 86–88].
21. Хужахметова А.Ш., Семенютина А.В. Перспективы возделывания фундука в защитных лесонасаждениях // Земледелие. 2008. № 6. С. 16–17. [Khuzhakhmetova A.Sh., Semenyutina A.V. Prospects for Cultivation of Hazelnuts in Protective Forests. Zemledelie, 2008, no. 6, pp. 16–17].
22. Царев А.П., Погиба С.П., Лаур Н.В. Селекция лесных и декоративных древесных растений. М.: МГУЛ, 2014. 552 с. [Tsarev A.P., Pogiba S.P., Laur N.V. Selection of Forest and Ornamental Woody Plants. Moscow, MGUL Publ., 2014. 552 p.].
23. Щеглов Н.И., Щеглов С.Н., Кассанелли Д.П. Изменчивость морфологических признаков в природной популяции лещины обыкновенной (Corylus avelana L.) // Тр. КубГАУ. 2013. № 41. С. 112–114. [Shcheglov N.I., Shcheglov S.N., Kassanelly D.P. Variability of Morphological Signs in Natural Population of Hazel (Corylus avelana L.). Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Proceedings of the Kuban State Agrarian University], 2013, no. 41, pp. 112–114].
24. Щепотьев Ф.Л., Чебанов В.И., Образцов В.М., Кругликов И.В., Блашников Г.Т. Программа и методика селекции и сортоизучения орехоплодных культур. Воронеж: ЦНИИЛГиС, 1976. 81 с. [Shchepot’yev F.L., Chebanov V.I., Obraztsov V.M., Kruglikov I.V., Blashnikov G.T. Program and Methodology of Breeding and Sorting out Nut Crops. Voronezh, TSNIILGiS Publ., 1976. 81 p.].
25. Aydoğan M., Demiryürek K., Abacı N.İ. World Hazelnut Trade Networks. Acta Horticulturae, 2018, vol. 1226, pp. 429–436. DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1226.65
26. Blagoeva E., Nikolova M. Chemical Composition of Selected Hazelnut Cultivars. Rastenievudni Nauki [Plant science], 2009, vol. 46, no. 1, pp. 85–88.
27. Blagoeva E., Nikolova M., Kuzmanova I., Denev R., Panayotova S., Marekov I., Momchilova S. Fat Content and Fatty Acid Composition of Walnuts and Hazelnuts, Grown in Bulgaria. Rastenievudni Nauki [Plant science], 2011, vol. 48, no. 1, pp. 111–114.
28. Boccacci P., Botta R., Rovira M. Genetic Diversity of Hazelnut (Corylus avellana L.) Germplasm in Northeastern Spain. HortScience, 2008, vol. 43, iss. 3, pp. 667–672. DOI: 10.21273/HORTSCI.43.3.667
29. Contini M., Baccelloni S., Massantini R., Anelli G. Extraction of Natural Antioxidants from Hazelnut (Corylus avellana L.) Shell and Skin Wastes by Long Maceration at Room Temperature. Food Chemistry, 2008, vol. 110, iss. 3, pp. 659–669. DOI: 10.1016/j.foodchem.2008.02.060
30. Ercisli S., Ozturk I., Kara M., Kalkan F., Seker H., Duyar O., Erturk Y. Physical Properties of Hazelnuts. International Agrophysics, 2011, vol. 25, no. 2, pp. 115–121.
31. Hutcheson K. A Test for Comparing Diversities Based on the Shannon Formula. Journal of Theoretical Biology, 1970, vol. 29, iss. 1, pp. 151–154. DOI: 10.1016/0022-5193(70)90124-4
32. Korac M., Cerovic S., Golosin B., Korac J., Ninic-Todorovic J., Almasi R., Balaz J. Leska. Novi Sad, Technosoft, 2000, pp. 90–93.
33. Mitrovic M., Miletic R., Lukic M. Pomo-Technological Properties of Introduced Hazelnut Cultivars. Journal of Pomology, 2009, vol. 43, iss. 165–166, pp. 53–56.
34. Muehlbauer M., Molnar Th. Hazelnuts, a Potential New Crop for the Northeast: An Update on the Rutgers University Breeding Program. Fruit Notes, 2014, vol. 79, no. 4, pp. 1–3.
35. Nikolova M. Significance, Status, Problems and Perspectives of Development of the Hazelnut in the World and in Bulgaria. Selskostopanska Nauka [Agricultural Science], 2007, vol. 40, no. 5, pp. 29–33.
36. Nikolova M. Phenological Traits and Reproductive Characteristics of Grafted Hazelnut Trees. Rastenievudni Nauki [Plant science], 2009, vol. 46, no. 1, pp. 81–84.
37. Pourbabaei H., Adel M.N. Plant Ecological Groups and Soil Properties of Common Hazel (Corylus avellana L.) Stand in Safagashteh Forest, North of Iran. Folia Forestalia Polonica, Series A, 2015, vol. 57, iss. 4, pp. 245–250. DOI: 10.1515/ffp-2015-0026
38. Song X.J., Sun X.J., Peng X.X., Cristofori V., Bacchetta L. Wu Z.X. ItalianChinese Cooperation for a Fruitful Management and Utilization of Hazelnut (Corylus spp.) Genetic Resources. Acta Horticulturae, 2018, vol. 1226, pp. 109–114 DOI: 10.17660/ActaHortic.2018.1226.15
39. Veriankaitė L., Šaulienė I., Bukantis A. The Modelling of Climate Change Influence on Plant Flowering Shift in Lithuania. Zemdirbyste-Agriculture, 2010, vol. 97, no. 1, pp. 41–48.

Ссылка на английскую версию:

Diversity of Common Hazelnuts (Corylus avellana L.) and Occurrence Forecast of Its Forms in the North-Western Caucasus

DIVERSITY OF COMMON HAZELNUTS (Corylus avellana L.) AND OCCURRENCE FORECAST OF ITS FORMS IN THE NORTH-WESTERN CAUCASUS

S.G. Biganova¹, Candidate of Agriculture, Assoc. Prof.; ResearcherID: E-3358-2018,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0581-3612
Yu.I. Sukhorukikh¹, Doctor of Agriculture, Prof.; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5073-6102
K.N. Kulik², Doctor of Agriculture, Prof., Acad. of RAS; ResearcherID: U-4690-2017,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7124-8116
А.K. Kulik², Candidate of Agriculture; ResearcherID: W-4034-2018,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5927-7336
¹Maykop State Technological University, ul. Pervomayskaya, 191, Maykop, Republic of Adygeya, 385000, Russian Federation; e-mail: svetlanabiganowa@yandex.ru, drsuchor@rambler.ru
²Federal Scientific Center for Agroecology, Integrated Land Reclamation and Protective Forests, RAS, prosp. Universitetskiy, 97, Volgograd, 400062, Russian Federation; e-mail: kulikkn@yandex.ru

One of the most significant issues in common hazelnut biology and selection is the diversity (polymorphism) assessment of its fruits and the occurrence prediction of its forms with economically valuable features in natural populations, which are the source of the most valuable gene pool of the species. The research purpose is to identify the hazelnut diversity and to predict the occurrence of its forms in natural oak and fir forest formations of the studied region. For analysis, one nut was randomly selected from each plant of oak (297 pcs.) and fir (301 pcs.) forest formations. We studied the main economically valuable parameters of hazelnuts: kernel weight and yield, nut weight, fruit quality total score, nutshell strength and color, taste, indestructibility and presence of husk on a kernel. The significance of differences in entropy, its dispersion and degree of freedom, diversity by the Shannon index, variation coefficients, χ² values, Pearson and Chuprov coefficients were determined by known methods. The index of distributed rank diversity (IRRR) was calculated from the ratio of the sum of the products of the relative entropy of a feature by its rank to the number of scales of this feature. The index of distributed rank diversity including share (IRRRD) for a single feature was defined as the product of the IRRR by the share of the feature of the corresponding scale. The forecast of the presence of hazelnut forms is made according to the law of parallelism. It was found that hazel has nuts with similar features in oak and fir forest formations. The conclusions on a greater variety of parameters of hazel fruits, growing in the composition of oak forest formation, in comparison with fir forest formation coincided completely with the Shannon index, IRRR, IRRRD and χ². The occurrence of the most economically valuable forms in forest formations is predicted with varying frequency.
For citation: Biganova S.G., Sukhorukikh Yu.I., Kulik K.N., Kulik А.K. Diversity of Common Hazelnuts (Corylus avellana L.) and Occurrence Forecast of Its Forms in the NorthWestern Caucasus. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 3, pp. 55–71. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-3-55-71

Keywords: common hazel, nuts, economically valuable indicators, diversity, Shannon index, coefficient of variation, index of distributed rank diversity, index of distributed rank diversity including share, diversity of forms, occurrence forecast.

Поступила 11.06.19 / Received on June 11, 2019